丙烯酰胺的常規(guī)化學生產法有硫酸水合法和銅催化水合法兩種，前者工藝過程復雜，后者因反應中會生成加成反應而含有少量加成反應物。用酶催化丙烯腈生產丙烯酰胺，產品純度高，選擇性好。目前世界上聚丙烯酰胺都是由丙烯出發(fā)制取的，其過程包括3個步驟：合成丙烯腈→合成丙烯酰胺→聚丙烯酰胺單體聚合。丙烯酰胺的合成有硫酸水合法，聚合氯化鋁催化水合法和生化法。

硫酸水合法制取丙烯酰胺
美國氰胺公司采用等摩爾比的丙烯腈和水，抗鹽聚合物不溶物指標因素在有硫酸并于80-100℃的條件下進行水合，先生成丙烯酰胺硫酸鹽，然后再用氨(或燒堿，生石灰)中和，結晶分離出丙烯酰胺產品和副產品硫酸銨。該法優(yōu)點是易制得結晶單體。
硫酸法是間歇操作，流程復雜，過程中耗用酸，堿，腐蝕設備，聚合氯化鋁生產成本高，且產品純度低，容易產生副反應，主要生成β-羥基丙烯腈，β-羥基丙烯腈在聚合過程中進一步生成β-氰乙基丙烯酸酯，后者是一種低分子的水不溶物，它的存在影響了聚丙烯酰胺的性能惡化。

催化水合法制取丙烯酰胺
美，日兩國先后開發(fā)了利用骨架銅作催化劑，丙烯腈與水直接反應生成丙烯酰胺的工藝，美國道氏化學公司和日本三井東亞化學公司率先實現了工業(yè)化生產。
催化水合法與硫酸水合法相比，聚合氯化鋁其產品純度高，基本無三廢，抗鹽聚合物不溶物指標因素易實現工業(yè)化。目前世界上主要采用催化水合法生產丙烯酰胺。采用的骨架銅催化劑是二元或三元以上的合金，經堿處理后溶解掉一部分，留下活潑態(tài)的金屬成為骨架銅。骨架銅催化劑有Cu-Cr合金，Cu-Ni合金及Cu-Al-Zn合金等。反應器采用懸浮床或固定床。以美國道氏化學公司為代表的固定床連續(xù)催化工藝，采用Cu-Cr催化劑。我國現用Cu-Al-Zn骨架銅催化劑固定床連貫催化工藝。
從20世紀60年代起，含銅催化劑的研制開發(fā)曾經十分活躍，至今仍有不少新的制備方法及應用，據文獻報道，聚丙烯酰胺,pam,陰離子聚丙烯酰胺,非離子聚丙烯酰胺,陽離子聚丙烯酰胺--鞏義市泰和水處理材料有限公司已被開發(fā)的常用類型有如下幾種。
(1)還原銅。用氫氣，一氧化碳，肼，堿或堿土金屬的硼酸酐或甲醛等作為還原硫，還原氧化銅，氫氧化銅或鋼鹽而得。
(2)雷尼銅。用雷尼合金(含銅，鋁，鋅或錳的合金)浸提而得。
(3)熱解金屬銅。由甲酸銅或草酸銅等有機銅經高溫熱解而得，它們往往還含有鉻，  鉬或其他載體。
南非薩索爾公司和催化蒸餾技術公司(CDTech)聯合開發(fā)了從丙烯腈生產丙烯酰胺的一步法工藝。年生產5000t的工業(yè)化裝置已于2002年投產。化學上雖涉及丙烯腈在氧化銅催化劑作用下的水解反應，但反應采用催化蒸餾方法進行，可產生35%-50%丙烯酰胺的水溶液，而無副產品。相對比較，標準化的固定床工藝采用3個反應器段，生成20%丙烯酰胺的溶液和4%未反應丙烯腈，需凈化，濃縮成50%丙烯酰胺才能送往市場，同時生成不需要的聚丙烯酰胺和丙烯酸。在CDTech工藝中，將丙烯腈和軟化水加入催化蒸餾塔器頂部，并下降到反應區(qū)(位于塔中部包覆催化劑的專用填料)；硫酸泵送至塔器底部以控制pH值和抑制在重沸器中的聚合；由于停留時間短，可避免生成副產品；較重的丙烯酰胺一旦生成就下降，并從塔底移去；未反應的物料在塔器上部循環(huán)直至轉化。新工藝的投資費用為固定床裝置的一半左右，操作費用也低，約為25%。

生化法制取丙烯酰胺
生化法即生物酶催化水合法，采用生物酶作催化劑，應用細胞固定技術，使丙烯腈水溶液通過含固定酶的生物反應器生產丙烯酰胺。生物酶催化劑是繼骨架銅催化劑后的第三代技術，具有高選擇性，高清潔性和高收率的特點，并且丙烯腈反應完全，無副產物，反應條件溫和，能耗低，三廢少等。
生化法制聚丙烯酰胺，將丙烯腈，原料水和固定化生物催化劑調配成水合溶液，催化反應分離出廢催化劑就可得到丙烯酰胺產品。其特點是：在常溫常壓下反應，設備簡單，操作安全；單程轉化率極高，無需分離回收未反應的丙烯腈；酶的特異性能使選擇性極高，無副反應。采用J-1菌種時，反應溫度為5-15℃，pH值為7-8，反應區(qū)丙烯腈濃度為1%-2%。丙烯腈轉化率為99.99%，丙烯酰胺選擇性為99.98%，反應器出口丙烯酰胺濃度接近50%；失活的酶催化劑排出系統外的量小于產品的0.1%；無需離子交換處理，使分離精制操作大為簡化；產品濃度高，無需提濃操作；整個過程操作簡便，利于小規(guī)模生產。
生化法最早由日本日東化學公司于1985年實現工業(yè)化生產，并建成年生產4000t丙烯酰胺的裝置。此后，日本京都大學發(fā)現了PseudomonasChlarordphis B23和Rhodoccus RhodochmusJ-1菌種，對現有裝置又進行大規(guī)模改造，于1991年其生產能力擴大到1.5*10^4t/a。
我國上海生物化工研究中心也篩選出菌株，總酶活力達到國際水平。勝利油田長安實業(yè)公司用于油田三次采油的微生物法聚丙烯酰胺工業(yè)化技術年產1x10^4t填補了國內空白。
俄羅斯也曾開發(fā)出用丙烯腈生物催化法生產丙烯酰胺的工業(yè)方法，并建成2.4*10^4t/a的工業(yè)裝置。該工藝基于Rhedococcus-SPM8菌種，該菌種含有高活性和高熱穩(wěn)定性的腈水合酶。

近年來，德固薩公司，SNF公司等也推出生化法生產丙烯酰胺的技術，并向外輸出技術產品。德固薩公司在俄羅斯Perm擁有年產數千噸的生物催化法生產丙烯酰胺裝置，產品用于水處理。法國SNF Floerger公司是世界領先的聚丙烯酰胺生產商，正在印度擴增水溶性聚丙烯酰胺能力，在法國，美國和中國的新建裝置于2002年投產。該公司采用的生物催化技術在中國泰興的2*10^4t/a丙烯酰胺裝置已于2003年投產，在美國Andrezicux的二套聚丙烯酰胺生產線也已投產。SNF公司也在中國擴增聚丙烯酰胺產能。在泰興兩條聚丙烯酰胺粉末新生產線項目(每條為1*10^4t/a)，已于2003年年底完成，從而使聚丙烯酰胺能力翻番，達到4*10^4t/a。
日本三井化學品公司參股50%的韓國Yongsam三井化學公司(YMC)在韓國釜山新建的5000t/a生化法丙烯酰胺(AAM)生產裝置于2003年投入運轉。YMC現有一套7000t/a銅催化劑法丙烯酰胺生產裝置，生化法新裝置投產后，YMC公司的丙烯酰胺總產能將增至1.2*10^4t/a。三井化學品公司在日本擁有生產3.8*10^4t/a丙烯酰胺產能，在印尼有生產5000t/a產能，新裝置投產后，在3個國家的丙烯酰胺總產能將增至5.5*10^4t/a。新裝置采用的生化法是由三井化學品公司用基因重組技術開發(fā)的一種酶催化劑生產工藝，與現有方法相比，新方法簡單，投資費用低，具有極強的競爭力。
亞洲丙烯酰胺需求量為20*10^t/a。亞洲領先的丙烯酰胺生產商是Dia-Nitrix公司，該公司于2001年由三菱化學公司和三菱合成纖維公司合并而成，擁有生產丙烯酰胺能力為6.5*10^4t/a。2001年生產的聚丙烯酰胺達到48*10^4 t/a。